Modul IV Energieeffizientes Equipment für Datenspeicherung

1. Modul IVEnergieeffizientes Equipment für Datenspeicherung Version1.0August 2011

2. Taxonomie zur Datenspeicherung • Online, Near Online • Disk-to-disk Backup • Disk Archive und wechselbare Medien. Speichergeräte • Hard-Disks • Solid-State Disks • Tapes Speicherelemente • NAS • SAN • Etc.

3. Tape Drives • Tapes zählen zu den kosteneffizientesten Medien für Langzeitdaten-speicherung. • Für Langzeitdatenspeicherung wie Backup und Archivierung in mittleren Rechenzentren sind Disks etwa 23 mal so teuer wie Tape-Lösungen und erfordern 290 mal höhere Kosten für Energieversorgung und Kühlung. • Datenkonsolidierung mit tapebasierten Archivierungsmedien kann die Betriebskosten im Bereich der Datenspeicherung daher erheblich senken.

4. Hard-Disk Drives Illustration of HDD components

5. Power Management für FestplattenBeispiel - Seagate’s PowerChoiceTM • Energieeinsparung in verschiedenen Idle und Standby Modi für eine 2.5” SAS Festplatte.

6. Power Management für FestplattenBeispiele: Energieverbauch in Idle und Standby

7. Power Management für Festplatten Beispiel: Western Digital Power-Management-Optionen: • IntelliSeekTM: Festplattenkopf erreicht jeden Sektor just in time für read/write Tasks: Vermeidung nicht erforderlicher Bewegungen; • IntelliParkTM: Parken der Köpfe in der gesicherten Zone nach definierter Idle-Time: Reduktion des aerodynamischen drag auf den rotierenden Platten; • IntelliPowerTM: Dynamisches Management von Plattengeschwindigkeit, Transferrate und Cache zur Maximierung der Energieeffizienz • Die Kombination der Technologien erlaubt eine Verbesserung der Energieeffizienz um 40% im Vergleich zu Standard-Drives.

8. Festplatten – FestplattengrößeBeispiel: Plattenvergleich bei Seagate

9. Solid State Drives SSD main components

10. Solid State Drives vs Hard Disk Drives

11. Solid State Drives – Vergleich Festplatte mit SSD

12. Solid State Drives – Performancevergleich SSD und HDD • Vergleich der Performance von SSDs und HDDs für Random Access Anwendungen. SSD und HDD Transferrate (MB/sec.) für Random Transfers

13. Solid State Drives - Kosten • Die Kosten für SSDs in €/MB sind höher als bei HDDs. Bezogen auf IOPS sind die Kosten jedoch günstiger. • SSDs ist eine Komplementärtechnologie hinsichtlich Performance, Verfügbarkeit, Kapazität und Energieeffizienz . • Bei weiterer Kostenreduktion werden SSDs eine attraktive Lösung für high Performance Speicheranwendungen.

14. Hybrid Festplatten (HHDs)

15. Elemente für Datenspeicherung • Komponenten: • Disk Arrays, • Controller, Netzwerk-Switches, • Hard-Disk Drives, Solid-State Drives • Netzteile, • Ventilatoren • Power Distribution Units (PDUs). Units oder Elemente für Datenspeicherung: Disk Arrays and MAIDs, Direct Attached Storage (DAS), Storage Area Networks (SAN) Network Attached Storage (NAS)

16. Elemente für DatenspeicherungPerformance & Schnittstellenanforderungen

17. Elemente für Datenspeicherung - Disk ArraysRAID-Typen und Effizienz

18. MAIDs (Massive Array of Idle Disks)

19. MAIDsEnergieeinsparung mit AutoMAID

20. Direct Attached Storage (DAS) • Datenpeicher-System, das ohne Netzwerk direkt an den Host angeschlossen ist. Die wesentlichen Protokolle sind SATA, eSATA, SCSI and SAS. • Die Energieeffizienz von DAS hängt von folgenden Aspekten ab: • effiziente Netzteile • effiziente Hard-disk Drives, SSDs und Disk Arrays. • Nutzung von HDDs mit großer Kapazität; • Mix von verschiedenen Drives für vertikales Speicher-Tiering

21. Direct Attached Storage (DAS)Performance/Energieverbrauch nach SPC-1C • Nutzung kleiner Festplatten 2.5-inch HDDs; • Verwendung energieeffizienter RAID level; • Geregelte Ventilatoren

22. Storage Area Networks (SANs) und Network Attached Storage (NAS) • Zentrale Komponenten eines SAN • SANs erlaubt den Zugang mehrerer Server zum Datenspeicherequipment über ein Netzwerk im Block-Format mit Protokollen wie iSCSI, Fibre Channel Protocol (FCP) und Fibre Channel over Ethernet .

23. Storage Area Networks (SANs)Vorteile von SANs • Speicherallokation vom SAN via Thin Provisioning; • Datenbankanwendungen, die schnellen Datenzugriff erfordern profitieren von der niedrigen Latenz von Block-Level Daten; • Zentralisierung von Backup für das gesamte Unternehmen. • Server Virtualisierung profitiert von SAN zur Speicherung der VM images und Snapshots und Unterstützung der Migration von VMs. • Da SAN keine IP-Adresse erfordern, kann die Konvertierung von Datenblöcken in IP-Pakete oft vermieden werden.

24. Network Attached Storage (NAS) • NAS ist ein spezieller Server mit eigener IP Adresse der multiplen Clients über ein Netzwerk zur Verfügung gestellt wird: (Nutzung von Standard Protokollen wie iSCSI und Fibre Channel) • NAS verwenden häufig File-level Protokolle wie Network File System (NFS) und Common Internet File System (CIFS). • SAN und NAS können kombiniert werden zur Konsolidierung von Speicherlösungen

25. Effizienz durch Virtualisierung & Thin Provisioning Kombination von Server und Speicher Virtualisierung; • Speichervirtualisierung kann die Effizienz um 70% oder mehr erhöhen Thin Provisioning; • Maximierung der Speichernutzung und Eliminierung von bereits zugeteilter aber nicht genutzter Kapazität

26. Gestufte Konzepte für Datenspeicherung

27. Effizientes Datenmanagement • Vertikale gestuftes Konzept für Datenspeicherung; • Konsolidierung auf Ebene der Speicher und Fabric Layer • Daten-Deduplizierung • Datenkompression

28. Best Practice Empfehlungen Datendeduplizierung und Konsolidierung: • Daten-Deduplizierung ist essentiell um Duplikate zu beseitigen und Speicherkapazität zu rezyklieren. Gestufte Konzepte und Virtualisierung • Definition von gestuften Konzepten für das Datenmanagement, Definition von klaren Konzepten für Datenmigration, Backup, Archivierung etc.. Berücksichtigung von Energieeffizienz in der Gesamtkonzeption Thin Provisioning und MAIDs • Vermeidung von ineffizienter Speichernutzung verursacht durch statische Zuordnung von Ressourcen, die von den Anwendungen nicht in vollem Umfang benötigt werden; Nutzung von MAIDs Verwendung energieeffizienter Laufwerke • Laufwerkgröße, Power-Management etc. Verwendung von Solid State Drives (SSDs)